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时间:2020-12-20
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1、高考物理曲线运动解题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,水平屋顶高H=5m,围墙高h=3.2m,围墙到房子的水平距离L=3m,围墙外空地宽x=10m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上,g取10m/s2.求:(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围;(2)小球落在空地上的最小速度.【答案】(1)5m/s≤v0≤13m/s;(2)55m/s;【解析】【分析】【详解】(1)若v太大,小球落在空地外边,因此,球落在空地上,v的最大值vmax为球落在空地最右侧时的平抛初速度,如图所示,小球做平抛运动,设运动时间为t1.则小球的水平位
2、移:L+x=vmax1t,小球的竖直位移:H=gt12解以上两式得vmax=(L+x)=(10+3)×=13m/s.若v太小,小球被墙挡住,因此,球不能落在空地上,v的最小值vmin为球恰好越过围墙的最高点P落在空地上时的平抛初速度,设小球运动到P点所需时间为t2,则此过程中小球的水平位移:L=vmint2小球的竖直方向位移:H﹣h=gt22解以上两式得vmin=L=3×=5m/s因此v0的范围是vmin≤v0≤vmax,即5m/s≤v≤13m/s.0(2)根据机械能守恒定律得:mgH+=解得小球落在空地上的最小速度:vmin′===5m/s2.如图所示,在竖直
3、平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中,其中AB、CD水平且足够长,光滑半圆半径为R,质量为m、电量为+q的带电小球穿在杆上,从距B点x=5.75R处以某初速v0开始向左运动.已知小球运动中电量不变,小球与AB、CD间动摩擦因数分别为μEq=3mg/4,重力加速度为1=0.25、μ2=0.80,电场力g,sin37=0°.6,cos37°=0.8.求:(1)若小球初速度v0=4gR,则小球运动到半圆上B点时受到的支持力为多大;(2)小球初速度v0满足什么条件可以运动过C点;(3)若小球初速度v=4gR,初始位置变为x=4R,则小球在杆上静止时通过的路程为
4、多大.【答案】(1)5.5mg(2)v04gR(3)44R【解析】【分析】【详解】(1)加速到B点:-1mgxqEx1mv21mv0222在B点:Nmgmv2R解得N=5.5mg(2)在物理最高点F:tanqEmg解得α=370;过F点的临界条件:vF=0从开始到F点:-1mgxqE(xRsin)mg(RRcos)01mv022解得v04gR可见要过C点的条件为:v04gR(3)由于x=4R<5.75R,从开始到F点克服摩擦力、克服电场力做功均小于(2)问,到F点时速度不为零,假设过C点后前进x1速度变为零,在CD杆上由于电场力小于摩擦力,小球速度减为零后不会返
5、回,则:-1mgx2mgx1-qE(x-x1)mg2R01mv022sxRx1解得:s(44)R3.如图所示,质量为M4kg的平板车P的上表面离地面高h0.2m,质量为m1kg的小物块Q(大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平地面上,一不可伸长的轻质细绳长为R0.9m,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计,可视为质点)。今将小球拉至悬线与竖直方向成60o角由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无机械能损失。已知Q离开平板车时速度大小v11m/s,Q与P之间的动摩擦因数0.2,重力加速度g10m/s2,
6、计算:(1)小球与Q碰撞前瞬间,细绳拉力T的大小;(2)平板车P的长度L;(3)小物块Q落地时与小车的水平距离s。【答案】(1)20N;(2)1.75m;(3)0.1m。【解析】【详解】(1)设小球与Q碰前瞬间的速度为v0,小球在下摆过程中,由动能定理有:mgR(1cos60)1mv022在最低点有:2Tmgmv0R解得:v0=gR=3m/s、T=20N(2)小球与Q碰撞后,设小球与Q的速度分别为v0′和vQ,在碰撞过程中由动量守恒和能量守恒有:mv0mv0mvQ1mv021mv021mvQ2222解得:vQ=3m/s设Q离开平板车时P的速度为v2,Q与P组成的
7、系统动量守恒和能量守恒有:mvQ=mv1+Mv21mvQ21mv121Mv22mgL222解得:v2=0.5m/s、L=1.75m(3)Q脱离P后做平抛运动,设做平抛运动的时间为t,则:h1gt22解得:t=0.2sQ落地时二者相距:s=(v1-v2)t=0.1m4.如图所示,在光滑的圆锥体顶部用长为的细线悬挂一质量为的小球,因锥体固定在水平面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为,物体绕轴线在水平面内做匀速圆周运动,小球静止时细线与母线给好平行,已知,重力加速度g取若北小球运动的角速度,求此时细线对小球的拉力大小。【答案】【解析】【分析】根据牛顿第二定律
8、求出支持力为零时,小球的
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